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PROYECTOS DE ACERO ACERO ESTRUCTURAL-MIEMBROS DE UNION EJEMPLOS DE CALCULO ING. WILLIAM LOPEZ
ACERO ESTRUCTURAL MIEMBROS DE UNIÓN - EJEMPLOS DE CALCULO <ul><li>Ejemplo de calculo Nº 1: </li></ul><ul><li>Se trata de u...
ACERO ESTRUCTURAL MIEMBROS DE UNIÓN - EJEMPLOS DE CALCULO ING. WILLIAM LOPEZ d P P b P P t1 t2 1 2 3 3 2 1
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ACERO ESTRUCTURAL MIEMBROS- TIPOS DE JUNTAS <ul><li>BIBLIOGRAFIA: </li></ul><ul><li>Norma Venezolana COVENIN 1618-82: Estr...
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ACERO ESTRUCTURAL-MIEMBROS DE UNION-EJEMPLOS DE CALCULO

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  1. 1. PROYECTOS DE ACERO ACERO ESTRUCTURAL-MIEMBROS DE UNION EJEMPLOS DE CALCULO ING. WILLIAM LOPEZ
  2. 2. ACERO ESTRUCTURAL MIEMBROS DE UNIÓN - EJEMPLOS DE CALCULO <ul><li>Ejemplo de calculo Nº 1: </li></ul><ul><li>Se trata de unir (02) planchas a “tope” de espesor t 1 = 13 mm cada una, con cubierta o “cubrejuntas” de espesor t 2 = 8 mm . Se considera una sola fila de remaches con triple hilera. El ancho a considerar para la plancha será de 10 cms. El diámetro de los remaches será de 19 mm . Determinar: </li></ul><ul><li>La capacidad total de los remaches </li></ul><ul><li>La capacidad de las planchas al desgarramiento </li></ul><ul><li>La eficiencia de la junta </li></ul><ul><li>Ver la Figura Ilustrativa </li></ul>ING. WILLIAM LOPEZ
  3. 3. ACERO ESTRUCTURAL MIEMBROS DE UNIÓN - EJEMPLOS DE CALCULO ING. WILLIAM LOPEZ d P P b P P t1 t2 1 2 3 3 2 1
  4. 4. ACERO ESTRUCTURAL MIEMBROS DE UNIÓN - EJEMPLOS DE CALCULO <ul><li>Solución del Ejemplo de calculo Nº 1: </li></ul><ul><li>Paso I: se procede a realizar la identificación de cada una de las características de la junta: </li></ul>ING. WILLIAM LOPEZ Características: Junta a tope con dos cubrejuntas o cubiertas. La superior de menor longitud que la inferior unidas por una sola fila de remaches y (03) hileras. En la hilera de remaches 1 la plancha principal sometida a la carga “P”, por lo que ese remache estaría “expuesto” a un “corte” simple en el área de sección transversal entre la misma plancha principal y la “cubierta” inferior, al igual que también estaría expuesto al aplastamiento por ambas planchas principal y cubierta inferior, tal y como se puede ver en la figura siguiente.
  5. 5. ACERO ESTRUCTURAL MIEMBROS DE UNIÓN - EJEMPLOS DE CALCULO <ul><li>Solución del Ejemplo de calculo Nº 1: </li></ul><ul><li>Paso I: se procede a realizar la identificación de cada una de las características de la junta: </li></ul>ING. WILLIAM LOPEZ P t1 1 Corte Transmitido a la Plancha Principal Sección sometida a Corte Aplastamiento de la Plancha Principal Aplastamiento de la Cubierta o Cubrejuntas t2
  6. 6. ACERO ESTRUCTURAL MIEMBROS DE UNIÓN - EJEMPLOS DE CALCULO <ul><li>Solución del Ejemplo de calculo Nº 1: </li></ul><ul><li>Paso I: se procede a realizar la identificación de cada una de las características de la junta: </li></ul>ING. WILLIAM LOPEZ Características: En la hilera de remaches 2 la plancha principal de igual manera sometida a la carga “P”, por lo que ese remache estaría “expuesto” a un “corte” Doble en el área de sección transversal entre la misma plancha principal y la “cubierta” tanto superior como inferior, al igual que también estaría expuesto al aplastamiento por las planchas principal y cubiertas superior e inferior, tal y como se puede ver en la figura siguiente. Iguales condiciones para la hilera de remaches 3 .
  7. 7. ACERO ESTRUCTURAL MIEMBROS DE UNIÓN - EJEMPLOS DE CALCULO <ul><li>Solución del Ejemplo de calculo Nº 1: </li></ul><ul><li>Paso I: se procede a realizar la identificación de cada una de las características de la junta: </li></ul>ING. WILLIAM LOPEZ P t1 t2 1 2 Corte “Doble” Transmitido a la Plancha Principal Aplastamiento de la Plancha Principal Aplastamiento de la Cubierta o Cubrejuntas Secciones sometida a Corte Aplastamiento de la Cubierta o Cubrejuntas t2
  8. 8. ACERO ESTRUCTURAL MIEMBROS DE UNIÓN - EJEMPLOS DE CALCULO <ul><li>Solución del Ejemplo de calculo Nº 1: </li></ul><ul><li>Paso II: se procede a realizar los cálculos preliminares de capacidades como sigue </li></ul><ul><li>Capacidad de un remache a corte simple (Cap. 22/22.9.1 Norma Covenin1618-98 f s = 1000 kg/cm 2 [ Asumido ] ): </li></ul><ul><li>Ps = ( π /4)*(d 2 )* f s = (3,1416/4)*(1,9 cm) 2 *1000kg/cm 2 = 2.835 Kg </li></ul><ul><li>Capacidad de un remache a corte doble (Cap. 22/22.9.1 Norma Covenin1618-98 f s = 1000 kg/cm 2 [ Asumido ] ): </li></ul><ul><li>Ps = 2*( π /4)*(d 2 )* f s = 2*(3,1416/4)*(1,9 cm) 2 *1000 kg/cm 2 = 5.670 Kg </li></ul><ul><li>Capacidad para aplastar un remache en la plancha principal (Cap. 22/22.9.2 Norma Covenin1618-98 f b = 2250 kg/cm 2 [ Asumido ] ): </li></ul><ul><li>Pb = t 1 * d * f b = 1,3 cm*1,9 cm*2250 kg/cm 2 = 5.558 Kg </li></ul>ING. WILLIAM LOPEZ
  9. 9. ACERO ESTRUCTURAL MIEMBROS DE UNIÓN - EJEMPLOS DE CALCULO <ul><li>Solución del Ejemplo de calculo Nº 1: </li></ul><ul><li>Paso II: se procede a realizar los cálculos preliminares de capacidades como sigue </li></ul><ul><li>Capacidad para aplastar un remache en la plancha Cubrejuntas o Cubierta (Cap. 22/22.9.2 Norma Covenin1618-98 f b = 2250 kg/cm 2 [ Asumido ] ): </li></ul><ul><li>Pb = t 2 * d * f b = 0,8 cm*1,9 cm*2250 kg/cm 2 = 3.420 Kg </li></ul>ING. WILLIAM LOPEZ
  10. 10. ACERO ESTRUCTURAL MIEMBROS DE UNIÓN - EJEMPLOS DE CALCULO <ul><li>Solución del Ejemplo de calculo Nº 1: </li></ul><ul><li>Paso III: se procede a realizar los cálculos solicitados en el ejercicio como sigue: </li></ul><ul><li>En la Hilera 1 tenemos (Características): </li></ul><ul><ul><li>Corte simple del Remache: 2.835 Kg </li></ul></ul><ul><ul><li>Aplastamiento de la Plancha principal: 5.558 Kg </li></ul></ul><ul><ul><li>Aplastamiento de la Cubierta o Cubrejuntas: 3.420 Kg </li></ul></ul><ul><li>En la Hilera 2 y 3 tenemos (Características): </li></ul><ul><ul><li>Corte doble del Remache: 5.670 Kg </li></ul></ul><ul><ul><li>Aplastamiento de la Plancha principal: 5.558 Kg </li></ul></ul><ul><ul><li>Aplastamiento de las Cubiertas o Cubrejuntas: 6.840 Kg </li></ul></ul>ING. WILLIAM LOPEZ
  11. 11. ACERO ESTRUCTURAL MIEMBROS DE UNIÓN - EJEMPLOS DE CALCULO <ul><li>Solución del Ejemplo de calculo Nº 1: </li></ul><ul><li>Paso III: se procede a realizar los cálculos solicitados en el ejercicio como sigue: </li></ul><ul><li>En la Hilera 1 tenemos (Características): el valor que puede ser soportado por esta hilera “mínimo” es de 2.835 Kg, cualquier valor superior haría que se produzca una falla por corte en la unión </li></ul><ul><li>En la Hilera 2 y 3 tenemos (Características): el valor que puede ser soportado por estas hileras “mínimo” es de 5.558 Kg, cualquier valor superior haría que se produzca una falla por corte en la unión o por aplastamiento de las planchas de cubierta o cubrejuntas. </li></ul><ul><li>En ese sentido la Capacidad Total de los remaches será la sumatoria de cada valor mínimo en cada hilera </li></ul>ING. WILLIAM LOPEZ
  12. 12. ACERO ESTRUCTURAL MIEMBROS DE UNIÓN - EJEMPLOS DE CALCULO <ul><li>Solución del Ejemplo de calculo Nº 1: </li></ul><ul><li>Paso III: se procede a realizar los cálculos solicitados en el ejercicio como sigue: </li></ul><ul><li>Capacidad Total de los Remaches: 2.835 Kg + 5.558 Kg + 5.558 Kg = 13.951 kg </li></ul><ul><li>Ahora bien para la capacidad de las planchas al desgarramiento solo aplicamos la formula ya conocida para este tipo de falla: </li></ul><ul><li>P t = A t *f t = ( b-d )*t*f t </li></ul><ul><li>que en el caso de la Hilera 1 si la carga P trata de desgarrar la plancha principal, quedaría de la siguiente manera: </li></ul><ul><li>P 1 = (10 cm – 1,9 cm )*1,3 cm * 1400 kg/cm 2 = 14.742 Kg </li></ul>ING. WILLIAM LOPEZ
  13. 13. ACERO ESTRUCTURAL MIEMBROS DE UNIÓN - EJEMPLOS DE CALCULO <ul><li>Solución del Ejemplo de calculo Nº 1: </li></ul><ul><li>Paso III: se procede a realizar los cálculos solicitados en el ejercicio como sigue: </li></ul><ul><li>b) Capacidad de las planchas al desgarramiento: por otro lado la carga P que “trata” de desgarrar la plancha principal, transmite parte de esa carga a la cubierta o cubrejuntas “inferior” por lo tanto en la Hilera 2 agregaríamos solo el “corte” simple que aporta el remache es decir: </li></ul><ul><li>P 2 = (10 cm – 1,9 cm )*1,3 cm * 1400 kg/cm 2 + 2.835 Kg= 17.577 Kg </li></ul>ING. WILLIAM LOPEZ
  14. 14. ACERO ESTRUCTURAL MIEMBROS DE UNIÓN - EJEMPLOS DE CALCULO <ul><li>Solución del Ejemplo de calculo Nº 1: </li></ul><ul><li>Paso III: se procede a realizar los cálculos solicitados en el ejercicio como sigue: </li></ul><ul><li>c) Eficiencia de la Junta: se puede determinar que la eficiencia de la junta viene definida por el cociente entre la Capacidad de la Junta y la resistencia de la plancha entera. Es decir: </li></ul><ul><li>Eficiencia E = ( Capacidad de la Junta/Resistencia de la Plancha ) </li></ul><ul><li>E = 13.951 kg /10 cm *1,3 cm * 1400 kg/cm 2 = 0,77 (77%) </li></ul>ING. WILLIAM LOPEZ
  15. 15. ACERO ESTRUCTURAL MIEMBROS DE UNIÓN - EJEMPLOS DE CALCULO <ul><li>Ejemplo de calculo Nº 2: </li></ul><ul><li>Se trata de unir (02) planchas a “tope” de espesor t 1 = 13 mm cada una, con cubierta o “cubrejuntas” de espesor t 2 = 8 mm . Se considera filas de remaches hasta llegar a (04), con cuádruple hilera. El ancho a considerar para la plancha principal será de 25 cms. El diámetro de los remaches será de 19 mm mas los huecos 22 mm . El ancho a considera para la cubierta o cubrejuntas será Variable. Esta sometida a una carga P de 40.000 kg . Determinar: </li></ul><ul><li>El Esfuerzo en la Plancha Principal en la Fila 3 </li></ul><ul><li>El Ancho de la plancha Cubrejuntas en la Fila 2 tal que el esfuerzo f s 1.200 kg/cm 2 </li></ul><ul><li>Ver la Figura Ilustrativa </li></ul>ING. WILLIAM LOPEZ
  16. 16. ACERO ESTRUCTURAL MIEMBROS DE UNIÓN - EJEMPLOS DE CALCULO ING. WILLIAM LOPEZ d P P b P P t1 t2 1 2 3 3 2 1 4 4
  17. 17. ACERO ESTRUCTURAL MIEMBROS DE UNIÓN - EJEMPLOS DE CALCULO <ul><li>Solución del Ejemplo de calculo Nº 2: </li></ul><ul><li>Paso I: se procede a realizar la identificación de cada una de las características de la junta: </li></ul>ING. WILLIAM LOPEZ Características: Junta a tope con dos cubrejuntas o cubiertas de igual longitud unidas por cuatro filas de remaches y (04) hileras. La plancha principal esta sometida a la carga “ P ” de 40.000 kg , por lo que los remaches en las hileras estarían “expuesto” a un “corte” doble en el área de sección transversal entre la misma plancha principal y las “cubiertas”, al igual que también estarían expuestos al aplastamiento por ambas planchas principal y cubiertas, tal y como se puede ver en la figura siguiente. Por otra parte no hay “repetición” es decir cada fila es diferente se puede decir entonces que cada remache resiste (1/10) P.
  18. 18. ACERO ESTRUCTURAL MIEMBROS DE UNIÓN - EJEMPLOS DE CALCULO <ul><li>Solución del Ejemplo de calculo Nº 2: </li></ul><ul><li>Paso I: se procede a realizar la identificación de cada una de las características de la junta: </li></ul>ING. WILLIAM LOPEZ P t1 1 2 t2 Corte “Doble” Transmitido a la Plancha Principal Aplastamiento de la Plancha Principal Aplastamiento de la Cubierta o Cubrejuntas Aplastamiento de la Cubierta o Cubrejuntas Secciones sometida a Corte P t1 1 2 t2 7/20 P 3/20 P 3/20 P
  19. 19. ACERO ESTRUCTURAL MIEMBROS DE UNIÓN - EJEMPLOS DE CALCULO <ul><li>Solución del Ejemplo de calculo Nº 2: </li></ul><ul><li>Paso II: se procede a realizar los cálculos preliminares de las capacidades como sigue: </li></ul><ul><li>Ahora bien para la capacidad de las planchas al desgarramiento solo aplicamos la formula ya conocida para este tipo de falla: </li></ul><ul><li>P t = A t *f t = ( b-d )*t*f t </li></ul><ul><li>que en el caso de la Hilera 3 si la carga P conocida trata de desgarrar la plancha principal, quedaría de la siguiente manera: </li></ul><ul><li>( 7/10 ) P = (b cm – 3d cm )* t 1 cm * f t kg/cm 2 =» </li></ul><ul><li>(7/10)*(40.000 kg)= (25 cm – 3*2,2 cm )*1,3 cm * f t kg/cm 2 =» </li></ul><ul><li>f t = 1.170 kg/cm 2 </li></ul>ING. WILLIAM LOPEZ
  20. 20. ACERO ESTRUCTURAL MIEMBROS DE UNIÓN - EJEMPLOS DE CALCULO <ul><li>Solución del Ejemplo de calculo Nº 2: </li></ul><ul><li>Paso II: se procede a realizar los cálculos preliminares de las capacidades como sigue: </li></ul><ul><li>b) Ahora bien con la capacidad de la plancha de cubierta o cubrejuntas al desgarramiento solo volvemos a aplicar la formula ya conocida para este tipo de falla: </li></ul><ul><li>P t = A t *f t = ( b-d )*t*f t </li></ul><ul><li>que en el caso de la Hilera 2 si la carga P conocida trata de desgarrar la plancha principal, quedaría de la siguiente manera: </li></ul><ul><li>( 3/10 ) P = (b cubrejuntas cm – 2d cm )*2* t 2 cm * f t kg/cm 2 =» </li></ul><ul><li>(3/10)*(40.000 kg)= (b cubrejuntas cm – 2*2,2 cm )*2*0,8 cm * 1.200 kg/cm 2 =» </li></ul><ul><li>b cubrejuntas = 6,25 cm + 4,4 cm = 10,65 cm </li></ul>ING. WILLIAM LOPEZ
  21. 21. ACERO ESTRUCTURAL MIEMBROS DE UNIÓN - EJEMPLOS DE CALCULO <ul><li>Ejemplo de calculo Nº 3: </li></ul><ul><li>Se trata de unir (01) plancha t 1 = 11 mm , con dos ángulos L75x75x6 mm sometidos a tracción. El diámetro de los remaches será de 19 mm . Considerar como esfuerzos admisibles </li></ul><ul><li>Corte: f s 1.050 kg/cm 2 </li></ul><ul><li>Asiento: f b 2.250 kg/cm 2 (C.Simple) </li></ul><ul><li>Asiento: f b 2.250 kg/cm 2 (C.Doble) </li></ul><ul><li>Determinar: </li></ul><ul><li>La Capacidad de (04) remaches sometidos a esas condiciones y características de carga. </li></ul><ul><li>Ver la Figura Ilustrativa </li></ul>ING. WILLIAM LOPEZ
  22. 22. ACERO ESTRUCTURAL MIEMBROS DE UNIÓN - EJEMPLOS DE CALCULO ING. WILLIAM LOPEZ d P P Perfil 2L’s 75x75x6mm t1 1 Perfil 2L’s 75x75x6mm
  23. 23. ACERO ESTRUCTURAL MIEMBROS DE UNIÓN - EJEMPLOS DE CALCULO <ul><li>Solución del Ejemplo de calculo Nº 3: </li></ul><ul><li>Paso I: se procede a realizar la identificación de cada una de las características de la junta: </li></ul>ING. WILLIAM LOPEZ Características: Unión de un elemento sometido a tracción formado por 2L´s con una plancha de espesor de 11 mm, y una sola fila y (04) hileras de remaches de diámetro 19 mm
  24. 24. ACERO ESTRUCTURAL MIEMBROS DE UNIÓN - EJEMPLOS DE CALCULO <ul><li>Solución del Ejemplo de calculo Nº 3: </li></ul><ul><li>Paso II: se procede a realizar los cálculos preliminares de las capacidades como sigue: </li></ul><ul><li>Capacidad de un remache a corte doble (Cap. 22/22.9.1 Norma Covenin1618-98 f s = 1050 kg/cm 2 [ Asumido ] ): </li></ul><ul><li>Ps = 2*( π /4)*(d 2 )* f s = 2*(3,1416/4)*(1,9 cm) 2 *1050 kg/cm 2 = 5.954 Kg </li></ul><ul><li>Capacidad para aplastar un remache (c.doble) en la plancha principal (Cap. 22/22.9.2 Norma Covenin1618-98 f b = 2810 kg/cm 2 [ Asumido ] ): </li></ul><ul><li>Pb = t 1 * d * f b = 1,1 cm*1,9 cm*2810 kg/cm 2 = 5.873 Kg </li></ul><ul><li>Capacidad para aplastar un remache (c.simple) en la plancha principal (Cap. 22/22.9.2 Norma Covenin1618-98 f b = 2250 kg/cm 2 [ Asumido ] ): </li></ul><ul><li>Pb = t 1 * d * f b = 2*0,6 cm*1,9 cm*2250 kg/cm 2 = 5.130 Kg </li></ul>ING. WILLIAM LOPEZ
  25. 25. ACERO ESTRUCTURAL MIEMBROS DE UNIÓN - EJEMPLOS DE CALCULO <ul><li>Solución del Ejemplo de calculo Nº 3: </li></ul><ul><li>Paso III: se procede a realizar los cálculos solicitados en el ejercicio como sigue: </li></ul><ul><li>Capacidad de la Junta: el valor que puede ser soportado por un (01) remaches “mínimo” es de 5.130 Kg por lo tanto los cuatro remaches pueden soportar: </li></ul><ul><li>Capacidad = 4 remaches * 5.130 kg = 20.520 kg </li></ul>ING. WILLIAM LOPEZ
  26. 26. ACERO ESTRUCTURAL MIEMBROS- TIPOS DE JUNTAS <ul><li>BIBLIOGRAFIA: </li></ul><ul><li>Norma Venezolana COVENIN 1618-82: Estructuras de Acero para Edificaciones, Proyectos, fabricación y construcción. </li></ul><ul><li>“ Specification for the Design, Fabrication and Erection of Structural Steel for Buildings” del American Institute of Steel Construction (AISC). </li></ul><ul><li>“ Strength of Materials” (Resistencia de Materiales) de Ferdinand L. Singer. </li></ul>ING. WILLIAM LOPEZ
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